球阀加工厂总平面布置设计说明书

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1、中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 0 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 工业工程 题 目： 球阀加工厂总平面布置设计 指导教师： 侯世旺 职称: 讲师 职称: 2011年 12月 9 日 中北大学课程设计任务书 20112012 学年第 一 学期学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 工业工程 学 生 姓 名： 李秋生 学 号： 0802074232 课程设计题目： 球阀加工厂总平面布置设计 起 迄 日 期： 11月 27日 12月9日 课程设计地点： 中北大学 指 导 教 师： 侯世旺 系 主 任： 李瑞琴 下达任务书日期: 2011年11月27日课 程 设

2、计 任 务 书1.设计目的：1）能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研及分析的方法2）通过对xxx厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中各种图例符号及表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序3）通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件4）初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际技术问题的能力。2.设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1）产品分析，产品产量分析，确定生产类型；2）生产工艺过程分析，绘制工艺过程图；3）进行物流分析，得到物流相关表；4）进行作业单位相互关系分析，得到作业单位相关关系表；

3、5）将作业单位物流相关表与非物流相关表加权合并，求出作业单位综合相互关系表；6）绘制作业单位位置相关图；7）绘制作业单位面积相关图；8）列出影响布置的修正因素与实际限制条件9）产生三套布置方案；10）布置方案的自我评价，从物流效率、工艺流程要求及生产变化适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案3.设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等）：1） 说明书应包括必要的图纸及文字说明，不少于3000字2） 工厂布置说明书应包括各阶段工作数据表格、各布置方案见图集文字说明，工作量不少于12000字3） 绘制作业单位位置相关图4） 绘制作业单位面积相关图5） 布

4、置方案4主要参考文献：1伊俊敏.物流工程.北京：电子工业出版社，20052蔡临宁.物流系统规划. 北京：机械工业出版社，20033程国全.物流设施规划与设计. 北京：中国物资出版社，2003 4齐二石. 物流工程.北京：中国科学技术出版社，20015. 王家善. 设施规划与设计. 北京：机械工业出版社，19955设计成果形式及要求：1 绘制作业单位位置相关图2 绘制作业单位面积相关图3. xxx厂总平面布置图三套4. 评价择优，得出最佳平面布置图5. 编写设计说明书，工作量不少于12000字6工作计划及进度：时间为两周1. 物流分析 2天2. 作业单位相互关系分析，物流关系与非物流相关系合并

5、1天3. 绘制作业单位位置相关图 1.5天4. 绘制作业单位面积相关图 0.5天5. 绘制布置方案图 1天6. 编写设计说明书 3天7. 准备答辩 1天系主任审查意见： 签字： 年 月 日目 录一、 基本要素分析11、 球阀结构及参数12、 作业单位划分情况33、 工艺过程分析3二、 物流分析81、 产品工艺过程分析81.1 分析给定的工艺过程表81.2 各个自制零部件工艺过程图101.3 产品总的工艺过程图122、 物流强度分析132.1 作业单位之间的物流强度132.2 各单位之间物流强度统计图142.3 作业单位物流相关原始分析14三、 作业单位非物流相关分析15四、 作业单位综合相关分

6、析161、 综合物流相关等级表162、 作业单位综合关系18五、 作业单位相关分析191、 综合接近程度排序192. 绘制作业单位位置相关图192.1 处理相关程度为A记的作业单位对20六、 作业单位面积相关分析211、 作业单位面积相关图21七、 工厂总平面布置可行方案221、 方案一222、 方案二233、 方案三24八、 评价方案并择优251、 计算权重252、 评选方案25九、 总结26十、 主要参考文献26一、 基本要素分析1、 球阀结构及参数球阀是由旋塞演变而来的，它的启闭件作为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90o实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流

7、动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。球阀不仅结构简单、密封性能好，而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭。 球阀装配图如下图所示：图1 球阀装配图球阀零件明细表如下：表1 球阀零件明细表工厂名称：球阀加工装配厂产品名称球阀(qf100)序号零件名称自制外购材料单位成品消耗量单件重量(kg)备注大型号中型号小型号1阀体 ZG25153.522闷盖 ZG25121.51.13密封圈 聚四氯乙烯20.020.010.0074阀芯 40Cr10.80.50.35调整垫 聚四氯乙烯10.010.0050.0026螺柱

8、 Q23540.090.040.027螺母 Q23540.080.050.048填料垫 40Cr10.450.20.159中填料 聚四氯乙烯10.120.050.0310上填料 聚四氯乙烯10.120.050.0311填料压聚套3510.350.20.1512阀杆 40Cr10.450.20.0913扳手 ZG2510.550.30.162、 作业单位划分情况表2 作业单位建筑物汇总表作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积结构形式备注1原材料库存放原材料72*108跨距1277762外购件及标准件库存放标准件及外购件60*72跨距1243203机加工车间对零件进行机加工72*180跨

9、距12129604化工车间对零件进行化学加工60*72跨距1243205热处理车间铸造零件，对零件进行热处理72*180跨距12129606油漆车间对零件油漆60*72跨距1243207总装车间装配成品，并检验成品120*360跨距12432008成品库存放成品72*108跨距1277769办公服务楼管理和服务活动72*108跨距12777610车库停放车辆96*96跨距1292163、 工艺过程分析球阀生产工艺流程：(1) 零、组件制作与外购 （续表为自制件工艺过程卡）(2) 组装 所有零、组件在总装车间集中组装为成品。(3) 上漆 组装完成后，至油漆车间，每件成品需用油漆0.13kg(4)

10、 产品储存 所有上漆产品转运至成品库待出厂。表3 阀体的工艺过程卡阀体产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg阀体qf101ZG252100000200000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/1原材料库原材料出库1002热处理车间铸造阀体毛坯903机加工车间粗铣、粗车804热处理车间淬火1005机加工车间精铣、精车90表4 闷盖的工艺过程卡闷盖产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg闷盖qf102ZG251.1100000110000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/1原材料库原材料出库1002热处理车间铸造闷盖毛坯903机加工车间粗铣、粗车804热处理车间

11、淬火1005机加工车间精铣、精车90表5 密封圈的工艺过程卡密封圈产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg密封圈qf103聚四氯乙烯0.007100000700序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/1原材料库原材料出库1002化工车间热挤压成型98表6 阀芯的工艺过程卡阀芯产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg阀芯qf10440Cr0.310000030000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/1原材料库原材料出库1002机加工车间铣槽、粗车753热处理车间淬火1004机加工车间精车85表7 调整垫的工艺过程卡调整垫产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量

12、/kg调整垫qf105聚四氯乙烯0.002100000200序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/1原材料库原材料出库1002化工车间热挤压成型98表8 填料垫的工艺过程卡填料垫产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg填料垫qf10840Cr0.1510000015000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/1原材料库原材料出库1002机加工车间粗车753热处理车间淬火1004机加工车间精车85表9 中填料工艺过程卡中填料产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg中填料qf109聚四氯乙烯0.031000003000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率1原材料库原材

13、料出库1002化工车间热挤压成型98表10 上填料工艺过程卡上填料产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg上填料qf110聚四氯乙烯0.031000003000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率1原材料库原材料出库1002化工车间热挤压成型98表11 填料压聚套工艺过程卡填料压聚套产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg填料压聚套qf111350.1510000015000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率1原材料库原材料出库1002机加工车间粗车753热处理车间淬火1004机加工车间精车85表12 阀杆工艺过程卡阀杆产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重

14、量/kg阀杆qf11240Cr0.091000009000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率1原材料库原材料出库1002热处理车间铸造阀杆毛坯953机加工车间粗铣、粗车704热处理车间淬火1005机加工车间精铣、精车80表13 扳手工艺过程卡扳手产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg扳手qf113ZG250.1610000016000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率1原材料库原材料出库1002热处理车间铸造扳手毛坯953机加工车间粗铣、钻孔754热处理车间淬火1005机加工车间精铣、扩孔、绞孔80二、 物流分析 物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进

15、行分析：1、 产品工艺过程分析1.1 分析给定的工艺过程表 由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说球阀的生产呈理想状态（零库存存），所以全年的物流量就没有必要给出。工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表14所示：表14 各个零件原料重量与成品重量对比产品名称件号材料原始重量（kg）材料利用率（%）成品重量（kg）废料（kg）阀体1ZG253.0864 64.821.0864 闷盖2ZG251.697564.81.10.5975 密封圈3聚四氯乙烯0.0071980.0070.0001 阀芯440Cr0.4706 63.750.30.1706 调整垫5聚四氯乙烯0.00204

16、980.0020.00004 填料垫840Cr0.2353 63.750.150.0853 中填料9聚四氯乙烯0.0306 980.030.0006 上填料10聚四氯乙烯0.0306 980.030.0006 填料压聚套11350.2353 63.750.150.0853 阀杆1240Cr0.1692 53.20.090.0792 扳手13ZG250.2807 570.160.1207 1.2 各个自制零部件工艺过程图25图2 自制零部件工艺过程图1.3 产品总的工艺过程图图3 产品总的工艺过程图2、 物流强度分析2.1 作业单位之间的物流强度根据表15即可得到表16最后一列表15 物流强度等

17、级分划表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U表16 作业单位之间的物流强度序号作业单位对数物流量合计物流强度等级11-30.4706+0.2353+0.23530.9412O21-40.0071+0.0306+0.0306+0.002040.07034U31-53.0864+1.6975+0.1692+0.23075.1838I43-22+1.1+0.3+0.15+0.15+0.09+0.163.95I53-52.2222+1.2222+0.353+0.1765+0.1765

18、+0.1125+0.24.4629I64-20.007+0.002+0.03+0.030.069U75-32.7778+1.5278+2.2222+1.2222+0.353+0.1765+0.1765+0.1607+0.1125+0.2667+0.29.1959A2.2 各单位之间物流强度统计图图42.3 作业单位物流相关原始分析由上面的原始物流作定量的分析后，得到原始物流相关表。表17 原始物流相关表由原始物流相关表（表17）可得作业单位物流相互关系图（图5）如下图：图5 作业单位物流相互关系图三、 作业单位非物流相关分析根据球阀结构及工艺特点，球阀厂的作业单位划分有原材料库、外购件及标准件

19、库、机加工车间、化工车间、热处理车间、油漆车间、总装车间、成品库、办公服务楼和车库。1、 从物流、工作流程、作业性质相似、使用相同设备、使用同一场地等一系类因素整理出作业单位相互关系的主要因素，并给出理由编码如表18所示：表18 球阀作业单位相互关系密度理由编码理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全及污染6功用设备及辅助7震动8人员联系2、 确定各作业单位对之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关系等级如表19所示：表19 作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）A绝对重要25E特别重要310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近，酌情

20、而定3、 调整相互关系等级比例，将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业相互关系表（图6）：图6 非物流作业单位相互关系图四、 作业单位综合相关分析1、 综合物流相关等级表 根据作业单位物流相互关系图（图5）和非物流作业单位相互关系图(图6)可以得出综合物流相关等级表(表20):表20 综合物流相关等级表作业单位对相互关系程度综合关系物流关系 加权值1非物流关系 加权值1等级分数等级分数分数等级1-2U0E33E1-3O1I23E1-4U0I22I1-5I2I24A1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0U00U1-10U0I22I2-3I2U02I2-4U0U00U

21、2-5U0U00U2-6U0U00U2-7U0I22I2-8U0U00U2-9U0U00U2-10U0I22I3-4U0U00U3-5A4A48A3-6U0U00U3-7U0I22I3-8U0U00U3-9U0I22I3-10U0U00U4-5U0U00U4-6U0U00U4-7U0I22I4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0U00U5-6U0U00U5-7U0U00U5-8U0U00U5-9U0X-1-1X5-10U0U00U6-7U0I22I6-8U0U00U6-9U0X-1-1X6-10U0U00U7-8U0U00U7-9U0E33E7-10U0I22I8-9U0O11O8-

22、10U0E33E9-10U0I22I2、 作业单位综合关系 由作业单位综合物流相关等级表(表20)归纳总结得出作业单位综合关系(图7)如下:图7 作业单位综合关系图五、 作业单位相关分析1、 综合接近程度排序 由作业单位综合关系图（图7）得到综合接近程度排序表（表21）表21 综合接近程度排序表 注:表中A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1,然后对表中的作业单位综合接近程度进行计算并排序。2. 绘制作业单位位置相关图关系等级表示方式如下：表22 关系等级表示方式等级符号系数值线条数绝对重要A4/特别重要E3/重要I2/一般重要O1/不重要U0不希望X-1规定关系程度为A级的作业单位

23、对之间距离为一个单位距离长度，E级为两个单位距离长度，I级为三个单位距离长度，O级为四个单位距离长度,U级为五个单位距离长度,X级为六个单位距离长度。（其中 表示储存区, 表示加工区）2.1 处理相关程度为A记的作业单位对 2.1.1 从作业单位综合关系图（图7）中取出A级关系作业单位对，有1-5,3-5共涉及3个作业单位，按综合进程度排序为：1，3，5。 2.1.2 将综合接近程度排序最高的作业单位1布置在位置相关图的中心位置。 2.1.3 处理作业单位对1-5，将作业单位5与作业单位1相距为单位距离长度（10cm）的位置上。2.2 依次处理E,I,O,U,X,直至处理完毕，并修改成功，最终

24、的作业单位位置相关图（图8）如下：图8 作业单位位置相关图六、 作业单位面积相关分析 1、 作业单位面积相关图由作业单位位置相关图（图8）可以作出作业单位面积相关图（图9）如下：图9 作业单位面积相关图七、 工厂总平面布置可行方案 假设不考虑其他因素，得到如下三个平面布置方案：1、 方案一图102、 方案二图113、 方案三 图12八、 评价方案并择优1、 计算权重列出一些重要影响因素，计算它们的权重如下表：表232、 评选方案表24方案评价指标物料搬运效率及方便性生产管理的方便性扩建可能性安全生产辅助服务方便性空间利用率得分方案一3212332.2方案二2113231.6666方案三2112

25、231.5333权重33.33%26.67%20.00%13.33%6.67%0由上表可知方案一得分最高，因此最佳方案为方案一。九、 总结通过这次课程设计，使自己受益匪浅： 1、 进一步加强了制作课程报告的能力； 2、 切实感受了设施规划与物流理论在实际规划中的指导意义； 3、 知道了在工厂布局时需要考虑的主要影响因素；（定性的非物流因索分析和定量的物流因素分析）总之，一方面，复习和运用了所学知识；另一方面，也得到了如何做一份好的分析报告的能力。十、 主要参考文献1伊俊敏.物流工程.北京：电子工业出版社，20052蔡临宁.物流系统规划. 北京：机械工业出版社，20033程国全.物流设施规划与设计. 北京：中国物资出版社，2003 4齐二石. 物流工程.北京：中国科学技术出版社，20015. 王家善. 设施规划与设计. 北京：机械工业出版社，1995